Тёмная материя — невидимые нити, пронизывающие космос. На них, как бусины, держатся галактики. Чтобы понять законы Вселенной, учёные сравнивают карты реальных галактик с тысячами модельных. Раньше каждую модель приходилось создавать с помощью подробных компьютерных симуляций — виртуальных миров с газом, звёздами и чёрными дырами. Такие расчёты тянулись месяцы на суперкомпьютерах.

Новый подход работает как мгновенная вышивка. Берут грубый трёхмерный эскиз — карту плотности тёмной материи низкого разрешения (размытую, словно рисунок на вощёной бумаге). Нейросеть, обученная на точных примерах, за секунды превращает этот набросок в детальное полотно: расставляет сотни галактик, указывает их звёздные массы и скорость рождения новых светил. Для этого она использует архитектуру трансформер с элементами свёрточных сетей — каждая будущая галактика «смотрит» на остальные, добиваясь общей гармонии. По сути, это диффузионная модель — она учится убирать шум из случайного набора точек, пока из хаоса не проступит упорядоченный узор.

Обучение прошло на данных проекта IllustrisTNG: машина обработала 90 тысяч учебных лоскутков, чтобы научиться восстанавливать крупномасштабную структуру — паутину из нитей и сгустков. После этого один куб со стороной 151 мегапарсек (почти полмиллиарда световых лет) заполняется за 10 секунд на обычной игровой видеокарте. Такой генератор напрямую связывает невидимую массу с наблюдаемыми объектами, минуя долгую цепочку промежуточных расчётов. Это ускоряет анализ для будущих обзоров неба DESI и Euclid и поможет точнее извлечь сигнал космологических параметров — например, красного смещения, которое говорит о расширении Вселенной. Тёмная канва больше не загадка: стремительные стежки нейросети проявляют на ней карту мироздания.